 |
| Wizualizacja linii UHT (TetraPak, licencja CC-BY SA 2.0) |
Metody konserwacji mleka
Pasteryzacja
Proces polega na podgrzaniu płynu w okolice 62°C na czas potrzebny do zabicia żyjących w nim mikroorganizmów. Im wyższa temperatura, tym krócej musimy ją utrzymać, żeby mieć niemal 100% pewność, że wszystko zginęło. Na potrzeby normalizacji tego procesu Alfonso Del Vecchio ze współpracownikami stworzył jednostkę pasteryzacji (PU). Jej miara to ilość ciepła dostarczona do produktu w ciągu minuty przebywania w 60°C. Wzór do obliczania dawki PU przy różnym czasie i temperaturze wygląda następująco:
PU = t × 1.393(T − 60)
Ponieważ to temperatura znajduje się w wykładniku potęgi, łatwo zgadnąć, że jej nieznaczne podniesienie znacząco skraca czas potrzebny do zakończenia procesu (przykład: produkt podgrzany do 72°C otrzymuje w ciągu minuty ponad 50 PU).
Na drodze modyfikacji procesu w pasteryzatorach (urządzenie podgrzewające i następnie chłodzące poruszające się w środku butelki) różne zakłady wypracowały wygodne dla siebie schematy pasteryzacji. Branża mleczarska, z uwagi na brak konieczności utrzymania nagazowania w produkcie, ma jeszcze do dyspozycji pasteryzację samego mleka w kadziach pasteryzacyjnych (choć powszechne jest stoswanie wymienników płytowych lub rurowych do podgrzewania mleka w przepływie). Po takim procesie mleko wlewane jest do sterylnych opakowań. Co ważne, w większości przypadków dobrze skalkulowana pasteryzacja nie zmienia smaku produktu finalnego i nie niszczy wszystkich witamin. Zawsze lepiej stracić niewielką część wartości odżywczych niż zjeść nieco żywych bakterii chorobotwórczych. Jednak zbyt duża dawka PU powoduje lekką karmelizację cukrów, zmianę smaku, częściowe zniszczenie białek itp.
UHT (Ultra High Temperature)
Proces tym różni się od standardowej pasteryzacji, że przebiega w skrajnie wysokich temperaturach jeszcze przed umieszczeniem mleka w sterylnym opakowaniu. Proces UHT, dzięki temperaturze powyżej 130°C trwa bardzo krótko. Podgrzanie i gwałtowne schłodzenie mleka trwa razem zaledwie kilka sekund. Mleko jest podgrzewane poprzez wymienniki ciepła, lub bezpośrednio za pomocą pary wodnej pod dużym ciśnieniem. Ten drugi proces może być prowadzony zarówno przez wstrzyknięcie mleka do zbiornika z gorącą parą pod ciśnieniem, jak i odwrotnie, przez wtłaczanie do mleka gorącej pary. Po błyskawicznym podgrzaniu mleko jest chłodzone w komorze próżniowej, w której się gwałtownie skrapla. Szybkie chłodzenie (flash cooling) przy okazji ma pozwalać na usunięcie z mleka części mniej atrakcyjnie pachnących związków lotnych.
Obecnie w większości krajów Europy (poza całą Skandynawią, Austrią, Słowacją i Wielką Brytanią) mleko UHT stanowi większość produkcji. Jego podstawowym walorem jest stabilność na półce przez kilka miesięcy, co jest pożądane w krajach z cieplejszym klimatem (choć np. Grecja UHT prawie nie zna). Zanim jednak przejdziemy do wpływu UHT na wartości odżywcze mleka, jeszcze jedna metoda utrwalenia.
Mikrofiltracja
Teoretycznie najmniejsza ingerencja w produkty, pod warunkiem ich klarowności. Metoda, jak sama nazwa wskazuje, polega na przeciśnięciu płynu przez filtr o oczkach wystarczająco małych, żeby zatrzymały wszystkie bakterie. Oczywiście dzięki możliwości produkcji membran o dużo mniejszych porach mikrofiltracja ma dużo szersze zastosowanie niż tylko oczyszczanie mleka z mikroorganizmów. Dość popularne jest zatężanie mleka za pomocą membran przepuszczających niemalże wyłącznie wodę lub produkcja podobnym sposobem serów twarogowych.
Mikrofiltracja nie jest metodą konserwacji na tyle skuteczną, by stosować ją bez łączenia z pasteryzacją. Jednak mleko po mikrofiltracji, pozbawione większości mikroorganizmów, pasteryzuje się przez kilka lub kilkanaście sekund w temperaturze ok 70°C, co w zupełności wystarcza do zabicia pozostałych mikrobów a jednocześnie nie zubaża mleka.
Właściwości i wartość odżywcza mleka UHT
 |
| Z mleka UHT można uzyskać jedynie skrzep kwasowy |
Ponieważ na temat jakości mleka UHT pojawia się w sieci wiele sprzecznych informacji, postanowiłem sprawdzić, jak to właściwie wygląda od strony publikacji naukowych i od strony praktycznej (tu mogłem posiłkować się jedynie sprawdzeniem informacji o kiepskiej przydatności UHT w serowarstwie ;)).
Zaczynając od końca: mleko UHT faktycznie nie nadaje się do produkcji serów podpuszczkowych. Mimo optymalnej ilości podpuszczki mikrobiologicznej (potem nawet przy jej przedawkowaniu) i utrzymaniu temperatury optymalnej dla działania enzymu przez ponad 90 minut, nie udało mi się otrzymać skrzepu. Z mleka UHT udało mi się jedynie otrzymać ser kwasowy po zaszczepieniu go bakteriami fermentacji mlekowej. Choć i tu skrzep nie był rewelacyjny. Świadczyć to może o prawdopodobnej zmianie struktury białek mleka, przez co stają się "odporne" na ścinanie enzymatyczne.
Pozostało mi więc poszukanie przyczyn tego stanu rzeczy w publikacjach naukowych. Bez problemu udało się natrafić na publikacje mówiące już w streszczeniu o dużo wyższym poziomie denaturacji białka w procesie UHT (w porównaniu do pasteryzacji w kadzi w niskiej temperaturze)[1].
Co do dokładnych zmian chemicznych w mleku po procesie UHT, pomocna jest publikacja naukowa Francisco Moralesa ze współpracownikami z roku 1997 [2]. Autorzy wyliczają szereg zmian w mleku na skutek podgrzewania do wysokich temperatur, część z nich jest zresztą podstawą chemicznego rozróżniania mleka pasteryzowanego od UHT. Oto one:
- zawartość laktulozy
- Laktoza w czasie podgrzewania ulega transformacji Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein (transformacja LA), tworząc laktulozę, dwucukier znany z łagodnych środków przeczyszczających. W mleku UHT zawartość laktulozy waha się od 120 do 456 mg/l, dawka środka przeczyszczającego na jej bazie zawiera 7,5 g. Ponieważ w mleku świeżym i pasteryzowanym laktuloza nie pojawia się w ogóle, jest markerem procesu UHT.
- Poza tą transformacją część laktozy ulega tzw. reakcji Maillarda między cukrami a aminokwasami. W reakcji tej, odpowiedzialnej także za piękne zrumienienie skórki chleba czy smak i własności skórki przypieczonego mięsa i frytek, traci się niestety część wartości odżywczych.
- zawartość rozpuszczalnych białek serwatkowych
- Termin "whey protein" zna pewnie każdy kulturysta. Chodzi o rozpuszczalne w kwasowym środowisku białka mleka, które nie wytrącają się w procesie produkcji sera i pozostają w serwatce. Białka te, takie jak β-laktoglobulina, albumina surowicy wołowej (BSA) i α-laktoalbumina, są nie tylko ważnymi składnikami odżywczymi. Są także markerami stanu obróbki termicznej mleka. Ponieważ wskutek denaturacji (niszczenia bardziej złożonych struktur przestrzennych w białkach) odsłaniają się w nich grupy tiolowe, umożliwiając krzyżowe wiązania między białkami i zmniejszenie ich rozpuszczalności w roztworze. Mówiąc prościej: proces UHT częściowo niszczy strukturę białek (nie tylko serwatkowych, ale też kazeiny), przez co spadają jego walory technologiczne. Sama wartość odżywcza spada nieznacznie, bo zdenaturowane białko jest tak samo dostępne dla enzymów trawiennych.
- Poziom denaturacji białek w liczbach:
- Pasteryzacja: 60% denaturacji β-laktoglobuliny, 17% α -laktoalbuminy, 76% BSA,
- UHT (zakresy dla wariantów procesu); 91-99% denaturacji β-laktoglobuliny, 51-93% α -laktoalbuminy, 97-100% BSA.
- zawartość witamin (wg autorów innej publikacji, [3])
- Co było do przewidzenia, proces UHT, w porównaniu do pasteryzacji, niszczy znacznie więcej witaminy C, kwasu foliowego (dla tych dwóch strata jest prawie całkowita) oraz witamin B6 i B12 (strata względem mleka pasteryzowanego odpowiednio 27% i 44%).
Proces UHT niewątpliwie wpływa na jakość mleka. Denaturacja białek uniemożliwiająca wytworzenie skrzepu serowego*, zmiany w barwie i smaku, straty witamin oraz tworzenie laktulozy to wystarczające powody, by wybierać mleko poddane standardowej pasteryzacji (lub pasteryzacji z mikrofiltracją).
*Mówiąc ściślej i bardziej naukowo: zdenaturowane białka serwatkowe otaczają micele kazeiny chroniąc je przed działaniem podpuszczki.
Czytaj więcej: